23.-24.04.2015 r., Warszawa

SEMINARIUM

UPRAWY ENERGETYCZNE W CENTRALNEJ I

WSCHODNIEJ EUROPIE

Tytuł referatu

Bioenergia w Polsce.

Uprawy energetyczne w Polsce – stan obecny

ITP. Oddz. Warszawa /POLBIOM

Anna Grzybek

Plan prezentacji

1. Wprowadzenie

2. Bioenergia w Polsce

3. Rośliny energetyczne uprawiane w Polsce

4. Rozwój upraw roślin energetycznych

5. Ocena środowiskowa

6. Ocena ekonomiczna

7. Analiza ryzyka

8. Podsumowanie

Gaz cieplarniany Symbol

Wzrost stężenia w

atmosferze w latach 1750-

2000

Dwutlenek węgla CO2

31 %

Metan

CH4 151%

Podtlenek azotu

N2O 17%

Ozon O3 35%

Wzrost stężenia gazów cieplarnianych w atmosferze

• Biopaliwa stałe

• Biopaliwa ciekłe

• Energia wiatru

• Energia wody

• Biogaz

• Odpady komunalne

• Pompy ciepła

• Energia geotermalna

• Energia słoneczna GUS 2014

Udział nośników energii odnawialnej w produkcji energii

elektrycznej w 2013r

GUS 2014

Biopaliwa stałe Wiatr 35,18% Woda14,29% Biogaz 4,04%

46,43%

Bioenergia w Polsce

Udział nośników energii odnawialnej w produkcji ciepła w 2013 r.

GUS 2014

Bioenergia w Polsce

Zużycie biomasy w energetyce zawodowej

Wartość energetyczna biomasy zużywanej w energetyce

zawodowej

Zużycie poszczególnych rodzajów biomasy w energetyce zawodowej

[t]

Gatunki roślin potencjalnie przydatne do uprawy na

cele energetyczne

1. Krzewy i drzewa szybko rosnące:

Wierzba wiciowa, Topola i Robinia akacjowa.

2. Byliny: Ślazowiec pensylwański, Topinambur,

Rdest sachaliński itp..

3. Wieloletnie trawy o szlaku fotosyntezy:

C4 - Miskant, Proso rózgowate, Spartina

preriowa, Palczatka Gerarda:

C3 – Mozga trzcinowata.

Robinia akacjowa –

2 - letnia

Topola (Populus Sp.)

– I rok po posadzeniu

Produktywność z 1 hektara:

· stanowisko uprawowe; rodzaj gleby, poziom wód gruntowych, przygotowanie agrotechniczne,

· dobór klonu, genotypu, odmiany do konkretnych

warunków uprawy, · sposób i ilość rozmieszczenia sadzonek na powierzchni

1 hektara.

Około 30% obszaru Polski ma gleby bardzo dobre i dobre.

Gleby nadmiernie suche bądź wilgotne stanowią ok. 48%

obszaru kraju. Niższy niż w Europie Zachodniej jest poziom

opadów ok. 600 mm,

Powierzchnia uprawy i plon s.m. wierzby

5940 6160

6757 6917 7101

7728

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

2008 2009 2010 2011 2012 2013

ha

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

2008 2009 2010 2011 2012 2013

t s.m.

Powierzchnia uprawy i plon s.m. miskanta

400

1834 1834 1834

733 733

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2008 2009 2010 2011 2012 2013

ha

552

1392 1392 1392 1392 1392

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

t s.m.

Powierzchnia uprawy i plon s.m. topoli

86

647 647

1259

2463

3175

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

2008 2009 2010 2011 2012 2013

ha

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

2008 2009 2010 2011 2012 2013

t s. m.

Powierzchnia uprawy wierzby, ha w 2013r

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800ha

Powierzchnia uprawy ha miskanta i topoli w 2013r.

050

100150200250300350400450ha

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800ha

Oceny

Energetyczne,

Środowiskowe,

Ekonomiczne.

Schemat elementów oceny

efektywności energetycznej biomasy

Ilość energii

użytecznej

(out)

Ilość energii

włożonej

(in)

GHG

(CO2) Ozon

(NOx)

Eutrofi-

zacja

(PO4)

Zakwa

szanie

(SO2)

Toksyny, biorózno- rodność, ekosystem

0

1 000

2 000

3 000

4 000

5 000

6 000

7 000

8 000

0 I II III IV V VI VII

En

erg

och

łon

no

ść

[M

J/h

a]

Cykl uprawy plantacji wierzby

Wartości poszczególnych energochłonności skumulowanych przypadajace na hektar dla plantacji wierzby energetycznej

Energ. zestawu maszyn

Energ ON

Energ. pracy ludzkiej

Energ. chemikaliów

Energ. Sadzonek

Wpływ uprawy roślin na środowisko

(Rowe i in. 2007)

Roślina

Wpływ na środ. Wierzba Miskant

Pszenica, rzepak, b. cukrowy

Sekwestracja węgla + + +/- Wym. azotu i erozja +++ ++ +/- Walory krajobrazu - - +/- Bioróżnorodność ptaków ++ - +/- Bioróżnorodność roślin ++ +/- +/- Bioróżnorodność bezkr. ++ +/- +/- Bioróżnorodność ssaków +/- +/- +/- Hydrologia - - +/- Bilans energii i węgla +++ +++ +

Oceny środowiskowe Emisje jednostkowe CO2 z jednego ha uprawy wierzby

0

50 000

100 000

150 000

200 000

250 000

300 000

350 000

400 000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Rok uprawy

Em

isja

[g

/ha]

Emisje jednostkowe NOx z jednego ha uprawy wierzby

0,00

1 000,00

2 000,00

3 000,00

4 000,00

5 000,00

6 000,00

7 000,00

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Rok uprawy

Em

isje

[g

/ha

]

Środowiskowe aspekty upraw energetycznych

1. Analiza LCA (Life Cycle Assessment). 2. Emisja gazów cieplarnianych GHG do atmosfery w

trakcie spalania i wykorzystania biopaliw. 3. Wpływ uprawy roślin energetycznych na gleby. 4. Wpływ uprawy roślin energetycznych na

wykorzystanie zasobów wody 5. Wpływ uprawy roślin energetycznych na

bioróżnorodność i krajobraz

Ekonomiczne aspekty upraw energetycznych

Ceny zrębek wierzbowych i topolowych w latach 2008-2013

Lata Minimum Maximum Średnia

2008 16 20 18

2009 17 21 19

2010 19 24 21,5

2011 22 26 24

2012 22 26 24

2013 20 24 22

2014 20 26 23

Koszty produkcji - według rodzaju nakładów

Wierzba 70 ha

8,7%

6,1%

14,7%

45,5%2,7%

2,9%

19,4%Mechanizacja - 45,5%

Nawozy - 14,7%

Sadzonki - 8,7%

Robocizna - 6,1%

Środki ochr.ros. - 2,7%

Ogólnogospod. - 2,9%

Podatek rolny - 19,4%

11,0%10,2%

19,4%

1,6%

2,9%

18,5%

21,5%

7,7%

5,0%

2,2%

Zbiór - 21,5%

Nawożenie - 18,5%

Sadzenie - 11,0%

Transport - 5,9%

Likwid.plantacji - 7,7%

Inne zabiegi - 5,0%

Ochrona roślin - 2,2%

Uprawa gleby - 1,7%

Ogólnogospod. - 2,9%

Podatek rolny - 19,4%

Koszty produkcji - według rodzaju zabiegów Wierzba 70 ha

5,9%13,0%

0,8%

1,8%31,9%

23,1%

3,5%

20,0%

Mechanizacja - 31,9%

Sadzonki - 23,1%

Nawozy - 20,0%

Sznurek - 3,5%

Robocizna - 1,8%

Środki ochr.ros. - 0,8%

Ogólnogospod. - 13,0%

Podatek rolny - 5,9%

Koszty produkcji - według rodzaju nakładów

Miskant 20 ha

Koszty produkcji - według rodzaju zabiegów

Miskant 20 ha

5,9%

13,0%

6,0%

22,2% 24,0%

26,0%

1,1%

1,2%

0,7%Zbiór - 26 %

Sadzenie - 24%

Nawożenie - 22,2%

Transp.bel - 6%

Uprawa gleby - 1,1%

Likwid. plantacji - 1,2%

Ochrona roślin - 0,7%

Ogólnogospod. - 13%

Podatek rolny - 5,9%

Analiza ryzyka

odnawialnego nośnika energetycznego (ilości i jakości),

terminowości dostaw biomasy,

organizacji rynku,

logistyki przedsięwzięcia,

dotrzymania terminu realizacji inwestycji związanych z

pozyskaniem i przechowywaniem biomasy,

konkurencji na danym terenie

Jednoroczne

pędy na

dwuletniej karpie

(Salix viminalis)

ITEP /oddz.

Kłudzienko

Podsumowanie

1.Potencjalnie do produkcji biomasy dla ciepłownictwa i energetyki można wykorzystywać kilka gatunków roślin, jednak w świetle dotychczasowych badań wydaje się, że w naszych warunkach siedliskowych podstawowe znaczenie powinny mieć krzewy i drzewa szybko rosnące.

2. Z uwagi na małą gęstość i niską wartość opałową biomasa powinna być wykorzystywana w energetyce rozproszonej, głównie w kogeneracji (koszty logistyki - 30 - 50% ceny biomasy).

3. Produkcja rolnicza na cele energetyczne musi być oceniana kryteriami ekonomicznymi, energetycznymi i środowiskowymi (bilanse wodne, bilans gazów cieplarnianych, bioróżnorodność, krajobraz itp.).

4. Plantacje „energetyczne” pozwolą zagospodarować wzrastającą powierzchnię obszarów wyłączonych z tradycyjnej produkcji rolniczej oraz gruntów marginalnych. Stanowić też mogą źródło dodatkowego przychodu i miejsce pracy dla mieszkańców wsi.

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ